IBS 허원도 그룹리더팀 연구, 빛 이용 기존대비 5~10배 유입

기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단 허원도 그룹리더연구팀은 빛을 이용해 살아있는 생체 내의 칼슘이온 농도를 조절하는 데 성공했다고 14일 밝혔다.

칼슘이온은 세포성장은 물론 신경전달이나 근육수축 등 거의 모든 생명현상에 관여하는 물질로, 세포 내 칼슘이온이 부족해지면 인지장애, 운동실조(ataxia), 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어질 수 있다.

연구팀은 세포에 빛을 쬐어 칼슘채널의 개방을 유도해 기존방법 보다 5~10배 많은 칼슘이온을 세포 안으로 유입시키는 기술을 개발했다. 이로써 빛을 쬐는 비침습적(non-invasive) 방식으로 약물이나 전기 자극을 대신해 칼슘이온 관련 질환을 치료하는 실마리를 제공한 것이다.

또 대량의 화합물 중 칼슘이온 농도에 영향을 미치는 물질을 찾아내는 신약후보물질 발굴 플랫폼으로도 쓰일 수 있다. 연구팀은 빛의 강도와 노출시간에 따라 칼슘이온의 유입양과 잔류시간을 조절하는 한편 빛을 차단해 양방향 조절이 가능토록 했다.

청색 빛을 흡수하면 무리를 이루는 식물의 광수용단백질에 칼슘채널을 활성화하는 동물(인간)의 조절단백질을 결합시켜 청색 빛에 의해 칼슘채널이 열리도록 설계했다. 그 결과, 뇌로 유입된 칼슘이온에 의해 신경전달이 활성화되면서 기억력이 2배 강화되는 것으로 확인됐다.

허원도 그룹리더는 “살아있는 생체 내에서 칼슘이온 채널을 빛으로 제어한 것으로, 적외선이나 소형화한 광원을 이용한 칼슘이온 대사질환 치료법으로 발전할 수 있을 것”이라고 말했다.

나운규 기자 sendme@cctoday.co.kr
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